本发明专利技术提供一种梁材的制造方法，上述梁材由增强纤维基材和填料成型体形成，在与梁材的长度方向垂直的截面上，上述增强纤维基材具有梁腹部和从上述梁腹部经由至少一个分支部向两侧延伸的至少1组梁翼缘部，上述填料成型体填充于在上述分支部中形成的楔状空隙中；为了即使在上述楔状空隙的截面在梁材长度方向上发生变化时，也可连续且高效率地制造填充于空隙内的填料成型体，上述填料成型体由至少下述(A)～(C)的制造工序制成：(A)供给由增强纤维构成的填料材料的工序；(B)利用预赋型模具对上述填料材料进行加压，形成具有楔状突起部的填料预赋型体的工序；(C)将上述填料预赋型体装填于上述空隙内，挤压上述填料预赋型体，从而使上述填料预赋型体变形而形成填料成型体的工序。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及由增强纤维基材形成的梁材的制造方法及制造装置。更详细地说，本专利技术涉及高效地制造作为增强材料填充在与梁材的长度方向垂直的截面中的楔状空隙中的、由纤维结构体形成的填料成型体的方法及装置。
技术介绍
由于将碳纤维或玻璃纤维、芳香族聚酰胺纤维用作增强纤维的、碳纤维增强塑料 (CFRP)和玻璃纤维增强塑料(GFRP)轻质且具有高的耐久性，所以作为构成汽车或航空器、 船舶、建筑部件等的各种结构部件是理想的材料。作为将这些增强纤维塑料(FRP)成型的方法，例如有高压釜成型法，所述高压釜成型法在高压釜(压力釜)中对层合了由增强纤维和高韧性的环氧树脂形成的预浸片材而成的层合体进行加压和/或加热使其固化。此外，还熟知有树脂传递成型方法(下面简称为RTM)和真空RTM成型方法等，所述树脂传递成型方法将层合有多片不含浸基质树脂的、 干的增强纤维片材而成的结构(有时称为预成型体)配置于成型模中，向该成型模内注入低粘度的液态基质树脂，从而使基质树脂含浸于增强纤维使复合材料成型。如上所述在将层合有各种增强纤维片材的增强纤维基材组合来制造梁材时，在成对的增强纤维基材间(具有弯曲部的两个增强纤维基材的分支部)产生空隙。这是因为 在使增强纤维基材弯曲时，由于纤维的刚性高，难以使增强纤维基材完全按直角变形。例如在利用RTM成型方法或真空RTM成型方法制作截面为T形的梁材时，从制作上的理由考虑，如图1所示，将2个L形状的增强纤维基材10a、10b、与1个平板状的增强纤维基材IOc结合，形成T形梁材的预成型体11。这时，在2个L形状的部件与平板状部件的结合体的分支部(相当于L形状的增强纤维基材的弯曲部的部分)形成楔形的空隙12。 若在保持保留该楔形空隙的状态下向T形梁材的预成型体中注入树脂，则得到上述空隙中富含树脂的成型品。当将上述成型品应用于航空器的机翼等时，当有大的拉力负载作用时， 在富含树脂的空隙处，发生刚性不足、接合强度不足等问题，可能会成为断裂的起点。此外， 也考虑到如下情况由于成型时的树脂注入的压力而扰乱分支部的纤维，或局部产生预成型体的空隙率差别，因此作为成型品的内部缺陷的空隙(void)产生于富含树脂的空隙中。为了避免上述成型时的缺陷和强度降低，有必要在预成型体的制造阶段预先对上述空隙部分进行增强。作为增强方法，已经熟知有将由纤维结构体形成的棒状预赋型体 (填料成型体)填充于空隙并进行成型的方法。例如已经公开了涉及棒状预赋型体(填料成型体)及其制造方法的专利技术，所述棒状预赋型体是将芯材和外覆部件一体化而得到的， 所述芯材由集束而成的2根以上的连续丝条的集合体形成的且其横截面为楔状，所述外覆部件由以与芯材的外周面密合的方式覆盖该外周面的、编织成筒状的连续丝条形成(专利文献1)。如果将该方法应用于壁厚均勻、截面形状一定、楔状空隙在长度方向上一定的梁材，则没有问题。但是，例如在单悬臂中使用时，有时要求厚度在长度方向上变化(越靠近顶端部厚度越薄)的梁材。这时，空隙的截面随着梁材的壁厚变化而连续或阶段地变化，因而产生问题。原因在于，对于填充楔状的空隙的填料成型体来说，使其截面积在长度方向上变化是困难的。而且，当使用截面积一定的填料成型体时，由于随着位置的不同，空隙残留较多、或相反地空隙的截面所含的增强纤维的密度过量，所以容易发生强度降低或剥离问题。作为解决此问题的方法，已经公开了一种制造可适用于各种截面及形状的空隙部的棒状预赋型体(填料成型体)的制造方法和制造装置，所述制造方法准备考虑了填料成型体的截面积变化的切割图案(cut pattern)的基材，利用拼合模结构的模将该基材沿长度方向拉出，同时缓缓地取出拼合模，从而制造上述棒状预赋型体(专利文献2)。然而，在该专利技术中，尤其是在制造空隙的截面在长度方向上连续地变化多次的梁材的预成型体时，为了使填料成型体的截面积变化，而必须要准备多个模(拼合模)。因此， 用于制作填料成型体的设备成本增大，作业工序变得极复杂。此外，当制造多种梁材的预成型体时，必须要制作与每种预成型体的空隙相符的填料成型体，每次都必须准备或更换模， 所以比较烦琐，效率较低。专利文献1 专利第3549271号公报专利文献2 日本特开2007-1四9号公报
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术的目的在于提供一种梁材的制造方法及制造装置，其中，当制造由增强纤维基材形成的梁材时，即使在与梁材的长度方向垂直的截面上、在增强纤维基材的分支部形成的楔状空隙的截面在梁材的长度方向发生变化时，也可连续且有效地制造填充于空隙的填料成型体。为了实现上述目的，本专利技术采用如下任一种方案。(1) 一种梁材的制造方法，所述梁材由增强纤维基材和填料成型体形成，在与梁材的长度方向垂直的截面上，所述增强纤维基材具有梁腹部和从上述梁腹部经由至少一个分支部向两侧延伸的至少1组梁翼缘部，所述填料成型体填充于在上述分支部中形成的楔状空隙中，上述填料成型体由至少下述(A) (C)的制造工序制成，(A)填料供给工序，供给由增强纤维构成的填料材料；(B)预赋型工序，利用预赋型模具对上述填料材料进行加压，形成具有至少一个楔状突起部的填料预赋型体；(C)填料变形工序，将上述填料预赋型体装填于上述空隙内，挤压上述填料预赋型体使上述楔状突起部的顶端朝向上述空隙的楔状顶端，从而使上述填料预赋型体变形而形成填料成型体。(2)如上述(1)所述的梁材的制造方法，上述增强纤维基材的厚度在梁材的长度方向上发生变化，并且，上述分支部中的上述增强纤维基材的曲率半径随着上述厚度变化在梁材的长度方向上发生变化，在上述(A)工序中，作为上述填料材料，供给在长度方向上增强纤维的量发生变化的增强纤维片材，在上述(B)工序中，使用由相对的至少两个模具形成的预赋型模具，通过使上述模具间的相对位置随着填料材料通过上述模具之间而发生变化来改变模具间的间隙，从而形成截面形状沿长度方向变化的填料预赋型体，进而，使上述增强纤维基材和上述填料预赋型体二者在长度方向上同步地间歇传送，在填料预赋型体通过上述预赋型模具后立刻实施上述(C)工序。(3)如上述(1)或( 所述的梁材的制造方法，在上述(B)工序中，使用预赋型模具，所述预赋型模具包括具有由直线部和楔状部形成的凹部的模具(X)；具有可嵌入上述模具(X)的直线部的凸部的模具(y)；和使上述模具(y)相对于上述模具(X)的相对位置发生变化的机构，通过使填料材料通过上述模具(χ)和上述模具(y)的间隙来进行预赋型。(4)如上述⑴ (3)中任一项所述的梁材的制造方法，在上述㈧工序中，使用具有宽度在长度方向上发生变化的形状的增强纤维片材作为上述填料材料。(5)如上述(4)所述的梁材的制造方法，在上述(A)工序中，在宽度方向上对上述增强纤维片材至少进行3次以上的波状折叠。(6)如上述(4)或(5)所述的梁材的制造方法，其中，将粒子状、纤维状、或片材状的粘合树脂局部地附着在形成为片材形状的增强纤维的至少一面，使用由此得到的材料作为上述增强纤维片材。(7)如上述(4)或( 所述的梁材的制造方法，其中，使用预浸料坯作为上述增强纤维片材，所述预浸料坯是预先将基质树脂含浸于形成为片材形状的增强纤维中而形成的。(8) 一种梁材，是由上述(1) (7)中任一种制造方法得到的，其本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：花轮达也，铃木保，
申请(专利权)人：东丽株式会社，
类型：发明
国别省市：
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